用于海水温度测量的高精度温度传感器设计

发布时间：2021-11-04 16:42

　　针对海洋环境探测中海水温度测量的高精度需求,采用绕丝结构铂电阻器作为温度敏感元件,设计了一种高精度温度传感器。通过搭建高精度恒流源驱动温度敏感单元,设计高稳定、低温度漂移差分采样电路,采用低噪声模/数转换器抑制元器件漂移和数字补偿修正等一系列方法,全面提升温度测量精度。实验表明:设计的温度传感器精度较高、性能稳定,输出与标准值相对误差小于0.02℃,可满足高精度海水温度测量要求。 

【文章来源】：传感器与微系统. 2020,39(08)CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

高精度温度传感器设计框图

本文综合薄膜铂电阻和绕丝铂电阻的优缺点，结合高精度、高稳定性、快速响应测温需求，设计了一种双线并绕陶瓷烧结结构铂电阻，结构如图2(a)所示。双线并绕结构为一根铂丝对折后并行绕制。传统绕丝铂电阻多采用单线绕制与骨架上，高精度测温时，频繁变换电阻的驱动电流方向，根据电磁感应原理可知，单线绕制的铂电阻存在较大的电感，将极大降低测温精度和速度。双线并绕结构铂电阻，相邻导线电流相反，产生的磁场可相互抵消，所以双线并绕结构铂电阻电感效应相对较小，适用于快速高精度测温。

双线并绕陶瓷烧结铂电阻制备工艺流程如图3所示。1)气相沉积:本文选用铂丝直径为0.03 mm，为保护铂丝、提高机械强度并防止绕制过程中铂丝短接，绕制前采用气相沉积工艺，在铂丝表面沉积厚度10μm气化点为300℃的派瑞林。

【参考文献】：
期刊论文
[1]海水温盐深剖面测量技术综述[J]. 张龙,叶松,周树道,刘凤,韩月琪.  海洋通报. 2017(05)
[2]智能温度传感器系统设计[J]. 马赛飞,刘钧,马尚昌.  传感器与微系统. 2016(04)
[3]强电磁干扰环境下高精度温度测量[J]. 常海龙,张丕状.  传感器与微系统. 2014(11)
[4]耐高压高精度快速时间响应温度传感器的封装技术[J]. 李建国.  海洋技术. 2004(02)
[5]铂电阻温度传感器的自热效应[J]. 张洁天,贾宏博,任磊.  传感器技术. 2002(12)
[6]福禄克提供全面温度计量校准解决方案[J]. 文曲.  国外电子测量技术. 2002(05)

硕士论文
[1]水下携带式高精度温盐深测量系统设计与实现[D]. 耿嘉.哈尔滨工程大学 2018
[2]基于传热方程的铂电阻自热效应研究[D]. 张莉莉.南京信息工程大学 2013



本文编号：3476108